水性木器涂料在户外门窗中的应用与研究

data-full-width-responsive="true"> 0　前　言随着人们环保意识的提高和对健康的高度关注，以及水性木器涂料技术的进步，水性木器涂料已经成为木器涂料发展的趋势之一。水性木器涂料正因其所具有的低危害、低污染特性，将来必定会在家庭装饰和家具涂料市场占据很重要的地位。户外水性木器涂料的主要功能有：装饰性、耐水性、耐候性、韧性、环境友好安全，木器涂料能够保护木材，有效延长木器的使用寿命。1　研究目的和背景户外门窗并不是传统意义上的普通平板门，而是和型材，如塑钢、铝合金镶嵌而成的，俗称铝包木门窗的产品(见图1)。目前国内多家专业生产门窗的厂家许多已经在应用水性涂料涂装，有些会遇到由于工艺不当造成产品的涂层脱落、颜色褪色、产品上色不均等情况，而本研究的目的就是通过一些特殊的工艺使水性涂料更容易渗到木材里层从而保护木材不会因长期泡水造成霉变而脱落，通过工艺和颜色体系使产品不再褪色，光亮如新。同时它只是个框架，传统操作手法会浪费很多涂料，而传统产品则会增加操作时间，从而增加人力、时间财力等诸多费用。我们也将通过特殊的方式对这个领域的产品进行涂装，从而节能降耗。2　应用素材应用素材：松木、橡木、柞木等纯实木，见图2。3　传统工艺涂装方法及工艺缺点传统的水性涂料涂装方法中橡木、柞木等在门窗中多为半开放涂装，通常工艺方式为封闭擦底色上底漆修面色上面漆。而像松木基本上只有封闭涂装，通常工艺为喷底色上底漆修面色上面漆。然而传统的方法有以下几方面的缺点：(1)浪费。因为大框架喷涂时，涂料的实际利用不到20%，从而造成浪费。(2)户外耐候性欠佳。普通修色采用的都是色精修色，而色精通常耐晒持久性比较低，从而褪色。(3)松木等软材质涨筋严重。在喷涂底色时效果可以，但一旦上底漆则木纹突起，打磨磨平则肯定会造成木筋掉色，那么产品就会发花。传统水性涂料膜厚度都普遍偏低，而用于户外要达到湿膜240 m以上。4　综合各项需求解决的问题木材在室外的破坏及腐败包括细菌、虫蚁、真菌、病毒对木材的侵害，故而木材在拥有某一方面的使用价值之时，可以通过人工的努力弥补其缺陷，正确的使用及防护是木材在室外使用的关键所在。还有自然条件下的损坏，主要包括紫外线、风霜雨雪等的侵害。其中水分的破坏体现在纤维吸收水分后物理性能的改变及为虫、病菌等提供更好的滋生环境。而紫外线的破坏最为严重，主要是分解木材天然色泽及破坏木纤维细胞分子结构。这种情况下水性户外涂料就以它的户外耐久性而被广泛应用。而应用水性涂料则必须解决木材涨筋问题，而用在户外门窗的同时必须考虑木材着色、涂膜厚度以及颜色耐候性。5　问题解决方案51　乳　液511　底漆用乳液底漆虽然固含量可以达到较低，但乳液在粒径以及打磨性上也必须综合考虑，经过反复摸索，最后在主要集中在以下两方面研究。实验选用渗透能力强且Tg适合(Tg通常在45 ℃左右)乳液，并且，承载色浆的能力要强。512　面漆用乳液由于用于户外，且根据传统中国人的喜好以及涂膜厚度的特殊性，并经过大量筛选和实验，最后选用Tg在25 ℃左右并且是核壳结构、水分散性非常好，即通透性非常好的乳液。当然耐候、耐粉化性也都要在做实验时进行针对性地曝晒、老化喷淋等，反复比较。52　助剂、色浆选择521　消泡润湿消泡主要考虑高黏度、高剪切力体系的消泡能力；润湿，则须考虑不能有稳泡性，渗透性要强，抗疏孔性强。522　增稠体系主要是面漆高黏度问题。首先喷涂黏度高，就得考虑做成假性增稠的效果，并且抗流挂性强。其次，由于湿膜厚度问题，则须选用不影响到通透性的增稠剂，即和树脂的相溶性好、合适的聚氨酯增稠剂。523　色浆的筛选选用无机的氧化铁系颜料制备色浆，并且要研磨到几乎像色精一样通透性强的水平。而有机颜料相对耐晒性要差很多，并且还会容易浮色和太艳等。另外要综合考虑色浆和乳液的相溶性。524　防霉剂由于所应用的产品经常经历日晒雨淋，而局部可能会浸在水中，虽然目前生产的水性乳液都有防腐防霉能力，但制备这款涂料时必须得添加能力强的防腐防霉助剂。